DE60317183T2 - Steuer- und Schutzgerät für ein doppelgespeistes Induktionsgeneratorsystem - Google Patents

Steuer- und Schutzgerät für ein doppelgespeistes Induktionsgeneratorsystem Download PDF

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Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf das Steuern eines doppelt gespeisten Induktionsgenerator (Doubly-Fed Induction Generator – DFIG), besonders für den Gebrauch in der Windenergieerzeugung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eines der grundlegenden Probleme beim Erzeugen elektrischer Energie durch Windkraftanlagen ist, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Windrades in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit variabel sein sollte, um somit die Energieeffizienz zu verbessern und des Weiteren die mechanischen Belastungen auf die Windenergieanlage gering zu halten. Jedoch sollte trotz der variablen Rotationsgeschwindigkeit die Ausgangsleistung des Generators auf einer konstanten Frequenz gehalten werden, entsprechend dem Versorgungsnetz, in welches die Leistung eingespeist werden soll. Dies ist die: „Variable Speed Constant Frequency" (VSCF). In der Windenergieerzeugung, um VSCF Betrieb zu erreichen, werden bislang doppelt gespeiste Induktionsgeneratoren (DFIGs) verwendet; Systeme, welche DFIGs verwenden sind veröffentlicht in, zum Beispiel:
    • Pena, R.S., "Vector Control of a Variable Speed Doubly-Fed Induction Weiss, H. m "Rotor Circuit GTO Converter for Slip Ring Induction Machines", ENE-97 (Trondheim), Seiten 2717–2728
    • JP-A-07-067393
    • JP-A-07-194196
  • Ein konventionelles DFIG-System wird in 1 dargestellt. Ein Rotor (1) eines Generators, genauer einer multiphasen (in diesem Fall 3-phasig) Asynchronmaschine, ist durch ein Getriebe (4) mit einem von dem Rotor einer Windanlage angetriebenen Antriebswelle (5) verbunden. Die Wicklungen des Stators (2) des Generators sind durch den Schalter (6) mit den Ausgangsleitungen (100) und dem Trafo (101) verbunden, welcher wiederum mit den drei Phasen des Versorgungsnetzes (102) verbunden ist, das normalerweise ein Mittelspannungsnetz (10 kV–40 kV) ist. Die Spannung der Ausgangsleitungen des Stators ist in der Regel in der Größenordnung von 690 V (was als normale Betriebsspannung des Stators angesehen wird).
  • Des Weiteren beinhaltet das System einen Umformer (7) mit einem rotor-seitigem Umrichter oder Rotorumrichter (71, 72, 73), welcher durch die Leitungen (8), welche mit je einer Drossel (9) versehen und mit den Wicklungen des Rotors verbunden sind. Besagter Umformer (7) beinhaltet außerdem einen netzseitigen Umrichter oder Netzumrichter (74, 75, 76), welcher mit den oben erwähnten Ausgangsleitungen (100) (und somit dem Netz) verbunden ist. Diese Verbindung besteht über die Netzumrichterleitungen (103), welche mit einem Trafo (104) verbunden sind (typischerweise von 480 V auf der Umrichterseite auf 690 V auf der Ausgangsleitungsseite). Besagter Trafo ist über einen Satz von zwei parallelen Schaltern mit den Ausgangsleitungen (100) verbunden: Ein Hauptschalter (105), welcher direkt zwischen den Ausgangsleitungen (100) und den Trafo (104) verbunden ist und ein Ladeschalter (106), welcher mit einem Satz von Ladewiderständen (107) in Reihe geschaltet ist. Somit ist also der Netzumrichter über den Trafo (104) mit Netz und Statorwicklungen verbunden.
  • Die beiden Umrichter sind grundsätzlich symmetrisch aufgebaut; jeder der beiden genannten Umrichter (Rotorumrichter und Netzumrichter) besteht aus drei Halbbrücken (71, 72, 73, 74, 75, 76), welche parallel geschaltet sind, jede Halbbrücke für eine Phase des Generators und des Netzes.
  • Der Rotorumrichter (71, 72, 73) wird von dem DC-Kreis (77) gespeist. Der Netzumrichter (74, 75, 76) steuert die Spannung des DC-Kreises (77).
  • Jede der Halbbrücken (71, 72, 73, 74, 75, 76), besteht aus zwei identischen Einheiten, welche in Reihe geschaltet sind. Jede dieser Einheiten umfasst einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) (78) mit einer parallel geschalteten Freilaufdiode (79).
  • Zwischen den beiden Einheiten, die eine Halbbrücke ausmachen ist diese Halbbrücke verbunden mit:
    • • Den entsprechenden Leitungen (8) (der Halbbrücken (71–73) des Rotorumrichters); und
    • • der Netzumrichterverbindungsleitung (103) (der Halbbrücken (74–76) des Netzumrichters).
  • Der Betrieb der IGBTs (78) der Umrichter (71–76) wird von einem Steuermodul (80) vorgenommen, welches dazu dient, eine Vielzahl von Betriebsvariablen des Generatorsystems aufzunehmen und zu verarbeiten, darunter:
    IG: Strom in den Ausgangsleitungen (100) am Verbindungspunkt zum Trafo (101), der mit dem Netz verbunden ist (angesehen als der „in das Netz eingespeister Strom");
    UG: Potential der Ausgangsleitungen (100) (angesehen als die „an das Netz angelegte Spannung");
    IS: Strom in den Ausgangsleitungen (100), gemessen unmittelbar hinter der Verbindung zum Stator, zwischen dem Schalter (6) und der Abzweigung zum Netzumrichter (angesehen als „Statorstrom");
    US: Statorspannung (zur Masse), gemessen an den Statorwicklungen (zwischen Stator (2) und dem Schalter (6));
    IL: Strom in den Leitungen (8), welche die Rotorwicklungen mit dem Rotorumrichter verbinden; und
    die Rotationsgeschwindigkeit des Generators, gemessen vom Geber (85). Mit diesen Eingangssignalen kann das Steuergerät (80) das PWM (Puls-weiten-modulierte) Signal für die Umrichter generieren.
  • Das Steuergerät (80) empfängt ein Leistungs-Referenz-Signal (PRS) von der Hauptsteuerung der Windturbine (nicht gezeigt in 1), welche dazu dient sämtliche Informationen der Windanlage, wie etwa Ausgangsleistung des Generators, Lage der Rotorblätter, Windgeschwindigkeit usw. zu verarbeiten. Die Hauptsteuerung der Windanlage ist für den gesamten Betrieb der Windanlage zuständig sowie für eine Vielzahl von Subsystemen, darunter auch der Umformer (7).
  • Im Umformer (7) wird das Leistungs-Referenz-Signal der Hauptsteuerung mit der gemessenen Leistung (aus UG und IG bestimmt) und der Ausgang eines Leistungsreglungskreises der Steuerung (80) stellt das PWM-Signal für den Rotorumrichter entsprechend ein. Der DC-Kreis wird vom Netzumrichter kontrolliert. Arbeitet der Umformer im Normalbetrieb, ist die Spannung im DC-Kreis konstant. Im Schaltungsbeispiel (1) kann diese Spannung im DC-Kreis um die 800 VDC sein.
  • Grundsätzlich funktioniert der Umformer (7) wie folgt:
    Um den Betrieb des Umformers einzuleiten wird der Ladeschalter (106) geschlossen. Damit wird der DC-Kreis (77) über die Ladewiderstände (107) und die Freilaufdioden (79) des Netzumrichters geladen. Die Spannung im DC-Kreis wird vom Steuermodul (80) überwacht. Entspricht die Spannung um DC-Kreis einem voreingestellten Wert, wird der Hauptschalter (105) geschlossen und der Ladeschalter (106) wird geöffnet.
  • Nachdem der Hauptschalter (105) geschlossen wurde, beginnt der Netzumrichter mit seinem Betrieb und regelt das Spannungsniveau im DC-Kreis um die Spannung im DC-Kreis auf einem bestimmten Wert zu halten (in diesem Beispiel, ca. 800 VDC). Der Netzumrichter kann das Netz mit Leistung versorgen (wie bei einem Generator) oder er kann Leistung auf dem Netz aufnehmen (wie bei einem Motor). Der Netzumrichter arbeitet entsprechend der Spannung um DC-Kreis: Steigt die Spannung im DC-Kreis an (aufgrund einer Zugabe des Rotorumrichters), gibt der Netzumrichter Leistung an das Netz ab; Sinkt die Spannung um DC-Kreis, nimmt der Netzumrichter Leistung aus dem Netz auf.
  • Entspricht die Spannung im DC-Kreis der Nennspannung (800 VDC) und der Rotor der Windanlage dreht sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit, wird der Rotorumrichter gestartet; das bedeutet, dass das Steuermodul (80) das PWM-Signal des Rotorumrichters einstellt, also jeden einzelnen IGBT (78) der Halbbrücken (71–73) des Rotorumrichters ansteuert. Durch den entstehenden Rotorstrom/die entstehende Rotorspannung, regelt das Steuermodul (80) die Statorseite des Generators (der Generator arbeitet als Transformator). Auf der Statorseite misst das Steuermodul (80) eine AC-Spannung (in den Bildern als US bezeichnet, auch als USYNC bekannt) und steuert den Rotorumrichter (durch Einstellen der PWM) solange bis die Statorspannung US mit der Netzspannung UG identisch ist. Sind beide Spannungen einmal identisch, wird der Schalter (6) geschlossen und somit die Statorwicklungen mit dem Netz verbunden. Mit dem PWM-Signal des Rotorumrichters ist es nunmehr möglich, die Abgabe von Blind- und Wirkleistung der Gesamtleistung an das Netz zu regeln.
  • Die leistungselektronischen Komponenten des Umformers (7) müssen vor hohen Strömen (Überströmen) und Überspannungen geschützt werden. Diese können in den Leitungen (8), welche die Rotorwicklungen mit dem Rotorumrichter verbinden, auftreten. Gibt es beispielsweise einen Kurzschluss im Netz (102), speist der Generator (2) hohe Statorströme (IS) in den Kurzschluss und die Rotorströme steigen sehr schnell an. Um Generator und Umformer zu schützen wird der Schalter (6), welcher Generator und Netz verbindet, geöffnet. Jedoch gibt es beim Öffnen des Schalters eine erhebliche Verzögerung (typischerweise ca. 50 ms) bevor die Verbindung tatsächlich unterbrochen ist. Während dieser Zeit können die hohen Rotorströme den Umformer beschädigen.
  • Um den Umformer zu schützen verwendet man bekannter weise einen Überspannungsschutz (90), welcher so beschaltet ist, dass er wenn nötig die Rotorwicklungen kurzschließt, um die Rotorströme abzufangen und dafür sorgt, dass diese hohen Ströme nicht in den Rotorumrichter gelangen und seine Komponenten beschädigen können. Ein typisches Beispiel für den grundsätzlichen Aufbau eines solchen Überspannungsschutzes ist in 2 dargestellt. Grundsätzlich hat der Überspannungsschutz drei Zweige, die parallel angeordnet sind, jeder Zweig besitzt je zwei Dioden (91, 92, 93, 94, 95, 96), welche in Serie geschaltet sind. Zwischen je zwei Dioden ist der Anschluss zur entsprechenden Rotorwicklung. In Serie mit den drei Zweigen befindet sich des Weiteren ein Leistungsthyristor (98) und optional ein Widerstand (97). Der Überspannungsschutz funktioniert folgender maßen:
    Im Normalbetrieb ist der Thyristor gesperrt, sodass kein Strom durch ihn fließt. Somit fließt auch durch die Dioden (91–96) kein Strom und die Rotorströme werden alle vollständig durch die Leitungen (8) in den Rotorumrichter (71–73) des Umformers (7) gespeist. Gibt es nun einen großen Anstieg der Rotorströme, überladen diese die IGBTs des Rotorumrichters und das PWM-Signal der IGBTs (78) wird vom Steuermodul (80) angehalten (Das Steuermodul (80) misst die Ströme IL durch die Leitungen (8) und ist so programmiert, die Tätigkeit der IGBTs einzustellen, wenn besagte Ströme über ein bestimmtes Maß ansteigen; somit wird die Aktivität der IGBTs eingestellt). Die Rotorströme werden dann über die Freilaufdioden (79) fließen, was die Spannung über dem DC-Kreis (77) ansteigen lässt. Dieser Anstieg wird vom Steuermodul (80) festgestellt, und überschreitet nun die Spannung im DC-Kreis ein vorbestimmtes Niveau, löst das Steuermodul den Thyristor (98) aus und die Ströme können durch ihn hindurch fließen. Dann werden die Rotorströme anstatt durch den Rotorumrichter durch die Dioden des Überspannungsschutzes fließen. Die Rotorspannung wird annähernd null, da der Überspannungsschutz als Kurzschluss funktioniert.
  • Als nächstes wird der Schalter (6) geöffnet, womit der Stator (2) vom Netz getrennt wird; Der Generator wird somit durch Schalter (6) und den Überspannungsschutz (90) entmagnetisiert. Anschließend, ist die Netzspannung wieder auf normalem Niveau, kann der Generator, wie oben beschrieben, wieder ans Netz angeschlossen werden.
  • 3A bis 3B zeigen, aufgetragen über dieselbe Zeitachse, den Verlauf einiger Größen im System (nach 1) mit einem Überspannungsschutz nach dem Stand der Technik (2) wenn im Netz ein Kurzschluss auftritt. Die Folgenden Zeitpunkte werden benannt:
    t1: Zeitpunkt, an dem der Kurzschluss auftritt
    t2: Zeitpunkt, an dem der Überspannungsschutz ausgelöst wird
    t3: Zeitpunkt, an dem der Generator vom Netz getrennt wird (öffnen des Schalters (6))
    t4: Zeitpunkt, an dem der Generator wieder an das Netz angeschlossen wird (schließen des Schalters (6))
  • 3A zeigt den Abfall von UG zum Zeitpunkt t1 (Zeitpunkt des Kurzschlusses im Netz).
  • 3B zeigt den Statorstrom IS. Bei t1 beginnt der Statorstrom schnell anzusteigen und er bleibt auf einem hohen Niveau bis zum Zeitpunkt t3, wenn der Schalter (6) geöffnet wird und somit den Stator vom Netz trennt (wodurch der Statorstrom unterbrochen wird). Später, wenn die Spannung im Netz wieder auf ein Normalniveau steigt, wird der Generator wieder mit dem Netz verbunden (bei t4) und die Statorströme fließen wieder.
  • 3C zeigt wie die Rotorströme IR beinahe im selben Maße zunehmen wie die Statorströme (dies liegt daran, dass Rotor und Stator wie die beiden Seiten eines Transformators funktionieren). Der einzige Unterschied entsteht durch die Magnetisierung durch die Magnetisierungsströme von der Rotorseite aus. Somit ist in 3C, kurz vor t4, ein kleiner Magnetisierungsstrom erkennbar.
  • 3D zeigt den Strom vom Rotor in den Rotorumrichter (IL). Bei t1 steigt dieser Rotorumrichterstrom stark an (folgt dem Anstieg der Rotorströme, die komplett in den Rotorumrichter gespeist werden). Der Rotorumrichter wird schließlich vom Steuermodul (80) angehalten und der Strom fließt nun durch die Freilaufdioden (79) in den DC-Kreis. Die Spannung des DC-Kreises (UDC) (siehe auch 3E) steigt sehr schnell an, bis sie ein bestimmtes Niveau erreicht. Dann, zum Zeitpunkt t2, wird der Überspannungsschutz (90) vom Steuermodul (80) (welches die Spannung über dem DC-Kreis überwacht) ausgelöst. Der Rotorstrom wird dann in der Überspannungsschutzschaltung kommutiert (und IL sinkt sofort auf null ab, da kein Strom mehr in den Umformer (7) geleitet wird). Ist schließlich die Spannung im Netz wieder auf einem Normalniveau, beginnt der Rotorumrichter wieder damit den Magnetisierungsstrom in den Rotor des Generators einzuspeisen und mit dem Netz zu synchronisieren. Nach dem Wiederanschließen des Generators an das Netz (t4) steigt der Rotorstrom wieder auf den Nennwert an (3C) (solange genug Energie im Wind vorhanden ist).
  • In 3E ist zu sehen, dass zum Zeitpunkt t1 der DC-Kreis schnell aufgeladen wird (die Spannung UDC im DC-Kreis steigt an). Bei t2 löst der Überspannungsschutz aus und das Aufladen wird gestoppt. Die Endladung des DC-Kreises wird vom Netzumrichter übernommen. Dieser entlädt den DC-Kreis bis auf Nennspannung (800 VDC).
  • 3F zeigt den Strom ICR durch die Überspannungsschutzschaltung. Zum Zeitpunkt t2 übernimmt der Überspannungsschutz den gesamten Rotorstrom.
  • Schließlich zeigt 3H die Rotorspannung UR. Zu Beginn ist die Rotorspannung auf einem normalen Niveau. Bei t1 wird der Rotorumrichter gestoppt und die gleichzurichtende Rotorspannung steigt auf das Niveau des DC-Kreises. Die Rotorspannung steigt mit der Spannung des DC-Kreises an, bis zum Zeitpunkt t2 der Überspannungsschutz anspricht; dann wird der Rotor kurzgeschlossen und die Rotorspannung sinkt auf null ab. Ist der Schalter (6) geöffnet und der Generator vom Netz getrennt wird die Überspannungsschutz wieder geöffnet. Ist die Netzspannung wieder auf einem normalen Niveau, wird der Rotorumrichter synchronisiert und die Rotorspannung geht wieder auf ein normales Betriebsniveau.
  • Das oben beschriebene Verfahren zur Abkopplung des Generators vom Netz wurde bisher verwendet um den Generator und den Umformer zu schützen, sollten Probleme im Netz auftreten (wie Kurzschlüsse, die die Rotorströme ansteigen lassen), und des Weiteren auch für Maßnahmen im Bezug auf das Netzmanagement. Ursprünglich stellte das Abschalten einer Windanlage kein Problem für das gesamte Netz dar, da Windanlagen nur einen sehr geringen Prozentanteil des Versorgungsnetzes ausmachten (normalerweise weniger als 5%). Heute jedoch stellt die Windenergie in einigen Ländern einen immer größer werdenden Anteil der Energieproduktion dar, und in manchen Ländern macht der Anteil der Windenergie einen solch großen Anteil aus, dass ein plötzliches Vomnetznehmen der Windenergieanlagen große Probleme in der Gesamtenergieversorgung des Netzes darstellt.
  • Somit wird angestrebt eine Möglichkeit zu finden angemessen zu arbeiten ohne bei einem Kurzschluss im Netz den Generator von diesem zu trennen.
  • Jedoch ist es beim Stand der Technik wie oben beschrieben, mit einem Überspannungsschutz (90) um den Umformer (7) abzusichern, notwendig den Generator vom Netz zu nehmen, da der Überspannungsschutz einen echten Kurzschluss über den Rotor erzeugt. Würde der Stator nicht vom Netz genommen, würde dieser Kurzschluss einen konstanten Überstrom in den Rotor- und Statorwicklungen verursachen. Die Rotorspannung während Normalbetrieb liegt, bei Nennnetzspannung und Nennschlupf, bei etwa 200 Vrms. Wird der Rotor kurzgeschlossen und der Stator ist weiterhin mit dem Netz verbunden wird sich über längere Zeit ein Überstrom in der Größenordnung des dreifachen des Nennstromes einstellen. Wird der Überspannungsschutz wieder entfernt „springt" der Überstrom in den DC-Kreis (77) und verursacht dort eine Überspannung. Daraufhin wird der Überspannungsschutz erneut einschreiten usw. Grundsätzlich gibt es keine Möglichkeit wieder aus diesem Kreislauf herauszukommen. Somit muss der Stator vom Netz getrennt werden, um diese Langzeit Überströme zu vermeiden.
  • In den oben genannten JP-A-07-067393 und JP-A-07-194196 wird das Problem eines Spannungsabfalles im Netz mittels eines Chopper-Kreises parallel zum DC-Kreis gelöst. Die Rotorströme fließen dann durch die Freilaufdioden des Rotorumrichters und laden den DC-Kreis. Steigt die Spannung im DC-Kreis über ein bestimmtes Niveau an, wird ein Chopper in Serie mit einem Widerstand eingeschaltet und die Spannung über dem DC-Kreis wird mittels dieses Chopper-Kreises entladen. Jedoch verlangt diese Methode Freilaufdioden im Rotorumrichter, die sehr hohe Ströme verkraften (da die Rotorströme weiterhin durch die Freilaufdioden in den DC-Kreis fließen). Des Weiteren benötigt der Chopper einen Schalter, der auch wieder aktiv ausgeschaltet werden kann, wie etwa einen GTO oder einen IGBT. Zusätzlich muss hier aus Schutzgründen ein Überspannungsschutz parallel zum Rotorumrichter angeordnet sein.
  • Es ist eine Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu finden, die einen Schutz des Umformers gewährleistet, ohne den Stator vom Netz zu trennen, sollte es zu einem Kurzschluss im Netz kommen, und außerdem kein Überproportionieren der Freilaufdioden verlangt und vorzugsweise keinen aktiven Schalter verwendet. Vorzugsweise sollte diese Anordnung keinen weiteren Überspannungsschutz benötigen.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erster Aspekt der Erfindung behandelt eine Generatorsteuerung für eine doppelt gespeiste Induktionsmaschine (Doubly-Fed Induction Generator – DFIG) mit einem Rotor mit Rotorwicklungen und einen Stator, welcher Statorwicklungen besitzt, die zur Energieeinspeisung an das Versorgungsnetz angeschlossen werden können. Besagte Generatorsteuerung verfügt über einen Umformer, welcher über folgende Komponenten verfügt:
    • • Einen Rotorumrichter, welcher mit den Rotorwicklungen verbunden ist,
    • • einen Netzumrichter, welcher mit dem Netz und/oder den Statorwicklungen verbunden wird, und
    • • einem DC-Kreis, zur Speisung des Rotorumrichters.
  • Entsprechend der Erfindung verfügt der Umformer ebenfalls über eine Klemmschaltung, um den Umformer vor Schaden durch Überströme in den Rotorwicklungen zu schützen. Besagte Klemmschaltung ist an die Rotorwicklungen anschließbar und so angeordnet, dass sie eingeschaltet wird, sollte ein Überstrom in den Rotorwicklungen erkannt werden. Besagte Klemmschaltung ist so aufgebaut, dass im ausgeschalteten Zustand keine Rotorströme durch sie hindurch fließen können und wenn die Klemmschaltung eingeschaltet ist, können die Ströme der Rotorwicklungen durch sie hindurch fließen. Die Klemmschaltung verfügt über mindestens ein passives spannungsabhängiges Widerstandselement, welches eine Klemmspannung zwischen den Rotorwicklungen erzeugt.
  • Das passive, spannungsabhängige Widerstandselement wird so dimensioniert, dass für jeden erwarteten Wert von Rotorströmen, die während eines Netzkurzschlusses auftreten können, eine angemessene Klemmspannung über der Klemmschaltung, und somit über dem Rotor, abfällt. Es ist wichtig, dass diese Klemmspannung in einem vorbestimmten Bereich liegt. Insbesondere sollte sie nicht zu niedrig sein, eine zu niedrige Spannung würde bedeuten, dass die Rotorströme nur langsam absinken (solange der Stator mit dem Netz verbunden bleibt). In der Tat würde der Rotorstrom nie auf null absinken, wenn die Klemmspannung unterhalb der Spannung im Rotor bei Normalbetrieb liegt.
  • Es wird angestrebt, dass die Rotorströme so schnell wie möglich absinken um dem Umformer so schnell wie möglich wieder in Betrieb nehmen zu können, indem die Klemmschaltung wieder ausgeschaltet wird (wodurch die Rotorströme wieder im Rotorumrichter kommutieren), damit der Umformer wieder die Steuerung des Generators übernehmen kann. Es ist wichtig, dass der Umformer seinen Betrieb so schnell wie möglich wieder aufnehmen kann, um die Leistungsabgabe zum Netz auch während des Kurzschlusses zu regeln (dies wird normalerweise vom Netzversorger verlangt).
  • Des Weiteren ist es wichtig, dass die Klemmschaltung über ein passives spannungsabhängiges Widerstandselement verfügt, damit der Spannungsverlauf nicht rein linear vom Stromverlauf abhängt. Der Gebrauch eines normalen Widerstands würde die Klemmspannung direkt proportional zum Rotorstrom machen. Würde ein normaler Widerstand verwendet, müsste darauf geachtet werden, dass der Widerstand klein genug ist, damit die Klemmspannung niemals den für den Rotor zulässigen Maximalspannungswert überschreitet, nicht einmal kurzfristig, wenn der Rotorstrom den maximal erwarteten Wert annimmt. Jedoch wäre ein solch niedriger Widerstandswert vorteilhaft, wenn der im Netz auftretende Kurzschluss sehr viel kleinere Ausmaße annimmt, als erwartet wird. In solch einem Fall, mit einer zu niedrigen Klemmspannung, würden die Rotorströme nicht schnell genug absinken, um dem Umformer zu ermöglichen seinen Betrieb wieder aufzunehmen, oder zumindest würde es den Prozess ungewollt in die Länge ziehen. Die Verwendung eines zu niedrigen Widerstandswertes würde im stationären Zustand zu Rotorströmen führen, die in einem viel zu großen Bereich liegen, sogar bis hin zu der Größenordnung der erwarteten Kurzschlussströme.
  • Das Verwenden eines passiven spannungsabhängigen Widerstandes ist sehr vorteilhaft, da dadurch eine relativ gute Klemmspannung erzeugt wird, ohne eine komplizierte Regelung zu verwenden. Grundsätzlich ist es ausreichend, die Rotorströme beim Auslösen der Klemmschaltung durch diese statt durch den Rotorumrichter zu leiten. Um die Klemmschaltung auszulösen, kann ein einfaches Schalterelement wie etwa ein Leistungsthyristor verwendet werden, welches in Serie mit den Klemmelementen der entsprechenden Rotorphase geschaltet werden könnte, und das Auslösen wird vom Steuermodul, das dazu nur einen geringen Strom benötigt (beispielsweise unter 1A, eingespeist von einem einfachem Pulsgenerator), übernommen. Das „Klemmen" der Spannung über die Rotorwicklungen geschieht über das passive, spannungsabhängige Widerstandselement selbst und bedarf keiner weiteren Steuerung oder Regelung. Also wird keine „aktive" Steuerung der Klemmspannung benötig; sind die Statorströme einmal unter einen gewissen Wert abgesunken, kann das Steuermodul einfach die Ansteuersignale für die Thyristoren der Klemmschaltung einstellen, somit werden die Rotorströme nach dem jeweilig nächstem Nulldurchgang des durch den jeweiligen Thyristor fließenden Stromes angehalten.
  • Die Klemmschaltung kann eine Mehrzahl von passiven, spannungsabhängigen Widerstandselementen besitzen, welche parallel angeordnet werden um so sehr hohe Rotorströme aufnehmen zu können, ohne dabei einzelne Widerstandselemente zu beschädigen.
  • Die passiven spannungsabhängigen Widerstandselemente könnten bestehen aus:
    • • Einem Varistor (oder einer Vielzahl von Varistoren, die in Serie geschaltet sind);
    • • einer Zenerdiode (oder eine Vielzahl von Zenerdioden, die in Serie geschaltet sind); und/oder
    • • einer Suppressordiode (TVS-Diode) (oder eine Vielzahl von Suppressordioden, die in Serie geschaltet sind).
  • Beispiele für passende passive spannungsabhängige Widerstandselemente sind wie folgt:
    • • Varistor: B80K320 des Herstellers EPCOS
    • • Suppressordiode: BZW50-180 des Herstellers ST
    • • Zenerdiode: BZG05C100 des Herstellers Vishay
  • Die Klemmschaltung kann einen Anschluss für jede Rotorphase haben, jeder Anschluss ist im Auslösezweig angeschlossen. Diese Auslösezweige besitzen in Serie geschaltet:
    • • Einen Anschlusspunkt der Klemmschaltung zum Anschluss an die entsprechende Rotorphase;
    • • einen Thyristor um die Klemmschaltung auszulösen;
    • • das Klemmelement; eine Diode.
  • Des Weiteren kann die Klemmschaltung noch über einen Widerstand, der parallel zum Klemmelement geschaltet ist, verfügen.
  • Die Klemmschaltung kann so aufgebaut werden, dass sie vom nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet werden kann:
    • • wenn die Spannung über den DC-Kreis über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt (damit werden die Überströme im Rotor durch Messen der Spannung über dem DC-Kreis erkannt);
    • • wenn die Spannung über den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt (damit werden die Überströme im Rotor durch Messen der Spannung über den Rotorwicklungen erkannt);
    • • wenn die Ströme in den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen (damit werden die Überströme im Rotor durch Messen der Ströme in den Rotorwicklungen erkannt); und/oder
    • • wenn die Ströme in den Statorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen (damit werden die Überströme im Rotor durch Messen der Ströme in den Statorwicklungen bestimmt).
  • Ein zweiter Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf einen doppelt gespeisten Induktionsgenerator (doubly-fed-induction-generator; DFIG). Also ein Generatorsystem mit einem Rotor und Rotorwicklungen und einem Stator mit Statorwicklungen, das an ein Versorgungsnetz angeschlossen werden kann. Besagtes doppelt gespeistes Induktionsgeneratorsystem verfügt des Weiteren über ein oben beschriebenes Steuermodul, der Rotorumrichter ist mit den Rotorwicklungen verbunden und der Netzumrichter ist mit dem Netz verbunden, des Weiteren ist die Klemmschaltung über die Rotorwicklungen angeschlossen.
  • Ein dritter Aspekt dieser Erfindung befasst sich mit einer Methode den Umformer in einem Energieerzeugungssystem mit einem doppelt gespeisten Induktionsgenerator (DFIG), welcher über einen Rotor mit Rotorwicklungen und einen Stator mit Statorwicklungen, welche an ein Energieversorgernetz angeschlossen sind, zu schützen. Besagter Umformer verfügt über einen Rotorumrichter, der mit dem Rotor verbunden ist, einen Netzumrichter, der mit einem Energieversorgernetz und/oder dem Stator verbunden ist und einen DC-Kreis, der den Rotorumrichter versorgt. Die Methode beinhaltet die Schritte:
    Verbinden der Klemmschaltung über die Rotorwicklung. Besagte Klemmschaltung verfügt über ein Klemmelement, welches im ausgeschalteten (gesperrten) Zustand keine Rotorströme durch besagtes Klemmelement hindurch lässt. Ist die Klemmschaltung im eingeschalteten Zustand, können Rotorströme durch besagtes Klemmelement hindurchfließen. Besagtes Klemmelement verfügt über mindestens ein spannungsabhängiges Widerstandselement um eine Klemmspannung über den Rotorwicklungen zu erzeugen; und Auslösen der Klemmschaltung in den eingeschalteten Betriebszustand, wenn Überströme in den Rotorwicklungen erkannt werden.
  • Die Klemmschaltung kann ausgelöst werden, wenn beispielsweise,
    • • die Spannung über dem DC-Kreis über ein gewisses vorbestimmtes Maß ansteigt,
    • • die Spannung über den Rotorwicklungen über ein gewisses vorbestimmtes Maß ansteigt,
    • • die Ströme in den Rotorwicklungen über ein gewisses vorbestimmtes Maß ansteigen und/oder
    • • die Ströme in den Statorwicklungen über ein gewisses vorbestimmtes Maß ansteigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BILDER
  • 1 zeigt schematisch ein DFIG-System entsprechend dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt schematisch einen Überspannungsschutz nach dem Stand der Technik.
  • 3 stellt schematisch die Veränderung einiger Kennwerte im Zeitbereich nach einem Kurzschluss im Netz im System entsprechend dem Stand der Technik dar.
  • 4 stellt schematisch die Veränderung einiger Kennwerte im Zeitbereich nach einem Kurzschluss im Netz im System entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar.
  • 5 zeigt schematisch ein System entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 zeigt ebenfalls schematisch ein System entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 zeigt schematisch eine Klemmschaltung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • 5 und 6 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Die meisten gezeigten Komponenten entsprechen genau denen des Stands der Technik gezeigt in 1; Diese Komponenten werden genauso nummeriert und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Anstelle des Umformers (7) in 2 zeigen 5 und 6 Umformer mit denselben Basiselementen, außer:
    5 zeigt einen Umformer (170), bei dem der Überspannungsschutz durch eine Klemmschaltung (190) ersetzt wurde. Der Umformer verfügt über ein Steuermodul (180), welches so angepasst ist, dass es die besagte Klemmschaltung ansteuern kann (abgesehen davon arbeitet das Steuermodul (180) genauso wie das Steuermodul (80) des Systems nach 1); und
    6 zeigt einen Umformer (171), bei welchem eine Klemmschaltung (190) parallel zum Überspannungsschutz (90) geschaltet ist. Der Umformer verfügt über ein Steuermodul (181), welches so angepasst ist, dass es sowohl den Überspannungsschutz als auch die Klemmschaltung ansprechen und steuern kann (abgesehen davon arbeitet das Steuermodul (181) genauso wie das Steuermodul (80) des Systems nach 1).
  • 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Klemmschaltung, welche für jede Rotorphase einen Anschluss (300) besitzt. Jeder Anschluss, welcher mit je einem Auslösezweig verbunden ist, verfügt in Serie über:
    • • Einen Anschlusspunkt (297) der Klemmschaltung zum Anschluss (300) um die entsprechende Rotorphase anzuschließen;
    • • einen Thyristor (295) um das Klemmelement (290) auszulösen;
    • • ein Klemmelement (290);
    • • eine Diode (296);
    • • und den Anschlusspunkt (297) zum Anschluss (300) zur Verbindung mit der entsprechenden Rotorphase.
  • Der Thyristor (295) und die Diode (296) können in ein einzelnes Bauteil eingebaut sein, wie etwa SKKH210/12E von Semikron. Das Klemmelement (290) kann ein Varistor sein, wie etwa B80K320 von EPCOS.
    (Anstatt einer Diode (269), könnte auch ein Thyristor verwendet werden, dies hätte den Vorteil, dass die Verzögerung zwischen Auslösen des Stopps des Klemmele ments und dem tatsächlichem Stopp des Klemmelements die Zeit um bis zu 50% reduzieren würde).
  • 4A zeigt die Netzspannung, mit einem Kurzschluss zur Zeit t11. Dann steigen die Statorströme IS (4B) schnell an. Jedoch wird in diesem Fall der Generator nicht vom Netz getrennt und wird über die Stator- und Rotorströme entmagnetisiert, somit werden die Stator- und Rotorströme abfallen. Sind einmal die Statorströme unterhalb des Nennwertes (etwa bei t13) wird die Klemmschaltung (190) vom Steuermodul (180, 181) geöffnet und die Rotorströme werden wieder in den Rotorumrichter geleitet. Der Umformer misst die Rotorströme (indem die Ströme IL der Leitungen (8) gemessen werden) und synchronisiert die PWM mit diesen Strömen. Der Rotorumrichter steuert die Rotorströme und sorgt für die verbleibende Zeit, die der Kurzschluss im Netz andauert, für konstante Rotor- und Statorströme (von t14 bis t15 in 4B und 4C). Später, wenn die Netzspannung wieder auf ein Normalniveau angestiegen ist, ist der Generator nicht ausreichend magnetisiert und vom Netz kommt ein hoher Strom zum Stator und produziert einen Überstrom (in der Zeit zwischen t15 und t17 in 4C). Dann wird der Rotorumrichter wieder angehalten und der Generator wird vom Netz magnetisiert. Danach sinken die Statorströme, und sind diese einmal unterhalb eines bestimmten Wertes (t17), wird die Klemmschaltung (190) geöffnet und der Rotorumrichter übernimmt wieder die Steuerung der Rotorströme.
  • Die Rotorströme (IR) (4C) sind annähernd dieselben wie die Statorströme.
  • 4D zeigt den Strom IL zum Rotorumformer (also den Strom vom Rotor zum Umformer). Bei t11 steigt der Rotorstrom rapide an und bei t12 wird die Klemmschaltung ausgelöst (genauso wie der Überspannungsschutz, oben beschrieben im System nach dem Stand der Technik). Dann wird der Rotorstrom IL in die Klemmschaltung kommutiert. Sinken die Statorströme unter ein bestimmtes Niveau (t13), wird die Klemmschaltung vom Steuermodul (180, 181) geöffnet und der Rotorstrom IL wird in den Rotorumrichter kommutiert. Der Rotorumrichter synchronisiert sich mit dem Rotorstrom und steuert den Strom für die übrige Zeitdauer des Netzkurzschlusses (t14–t15). (Für die Zeit zwischen t14 und t15 wird vom Netzbetreiber vorgegeben, dass die Windanlage aktiv einen Strom in den Kurzschluss außerhalb der Windanlage speist, um ein schnelleres Abschalten des Kurzschlusses durch das Auslösen eines Hochspannungstrennschalters im Netz hervorzurufen. Unter anderem aus diesem Grund sollte der Generator während der meisten Zeit des Netzkurzschlusses geregelt werden. Die Erfindung ermöglicht es, dass der Rotorumrichter nur kurzeitig während dynamischer Überströme, ausgelöst durch starke Spannungsschwankungen, ausgeschaltet wird.)
  • Wenn die Netzspannung wieder auf Nennspannung zurückgekehrt ist (t15), steigt der Rotorstrom schnell an und der Rotorumrichter wird wieder angehalten (da vom Steuermodul ein Überstrom registriert wird), die Klemmschaltung wird ausgelöst und übernimmt die Rotorströme. Wenn die Statorströme unter ein bestimmtes Niveau (t17) absinken, wird die Klemmschaltung geöffnet und die Rotorströme kommutieren wieder in den Rotorumrichter. Der Rotorumrichter synchronisiert sich mit dem aktuellen Rotorstrom und fährt mit seinem Betrieb, dem Steuern der Rotorströme, fort.
  • 4E zeigt die Spannung über dem DC-Kreis. Zur Zeit t11 gibt es eine erste Spannungsspitze, welche die Klemmschaltung (190) (bei t12) auslöst. Später, wie oben beschrieben, wird die Klemmschaltung geöffnet und die Rotorströme kommutieren wieder in den Rotorumrichter und fangen somit an den DC-Kreis wieder aufzuladen (113), bis der Rotorumrichter die Regelung des Rotorstromes übernimmt (dies wird vom Steuerungsmodul – 180, 181 – veranlasst, um wieder die Kontrolle des Generators zu übernehmen). Das geschieht zweimal in 4E, erst aufgrund des Spannungsabfalls im Netz und ein zweites Mal als die Netzspannung wieder ansteigt.
  • 4F zeigt den Klemmstrom (Strom durch die Klemmschaltung) ICL. Die Klemmschaltung übernimmt, wie oben ausgeführt, zweimal die vollen Rotorströme.
  • 4G zeigt die Rotorspannung UR.
  • Anfangs ist die Rotorspannung auf ihrem normalen Betriebsniveau. Zur Zeit t11 steigen die Rotorströme an und der Rotorumrichter stoppt. Die Rotorströme sind wie eine Stromquelle und fließen durch die Freilaufdioden (79) in den DC-Kreis (77). Hier wird die Rotorspannung auf demselben Niveau sein, wie die Spannung über dem DC-Kreis.
  • Die Rotorspannung steigt mit ansteigender DC-Kreisspannung und zum Zeitpunkt t12 wird die Klemmschaltung ausgelöst und die Rotorspannung wird auf einen, der Bauteilanordnung des Klemmschaltungslements (290) entsprechenden, Spannungswert eingestellt. Zum Zeitpunkt t13 wird die Klemmschaltung geöffnet und die Rotorströme fließen in den Rotorumrichter und die Rotorspannung springt auf das Niveau des DC-Kreises. Nach einer Zeit zur Synchronisierung des Rotorumrichters mit dem aktuellen Rotorströmen beginnt der Rotorumrichter mit seiner Arbeit (t14) und das Niveau der Rotorspannung kehrt auf ein normales Betriebsniveau zurück. Solange der Kurzschlusszustand im Netz präsent ist (t14–15) ist die „normale" Rotorspannung niedriger als vorher (t11) wegen des Abfalls der Statorspannung.
  • Wenn die Spannung im Netz wieder ansteigt (t15), wird das System wie bei einem Spannungsabfall reagieren:
    • • Bei t15 steigen die Rotorströme schnell an und der Rotorumrichter wird angehalten; die Rotorspannung steigt auf das Niveau des DC-Kreises an;
    • • bei t16 wird die Klemmschaltung ausgelöst und die Rotorspannung wird wieder auf ein den Bauteilen des Klemmelementes (290) entsprechenden Spannung festgesetzt;
    • • bei t17 wird die Klemmschaltung geöffnet und der Rotorstrom fließt in den Rotorumformer, somit springt die Rotorspannung auf das Niveau des DC-Kreises;
    schließlich, nach einer Zeit zur Synchronisierung des Rotorumrichters mit den tatsächlichen Rotorströmen, fängt der Rotorumrichter bei t18 wieder an zu arbeiten.
  • 4H zeigt die Klemmspannung UCL. Idealerweise wird die Klemmspannung zwischen zwei genau bestimmten Werten wechseln, nämlich zwischen null und einem Klemmniveau.
  • Das innerhalb der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Wort „beinhalten" oder Abwandlungen wie „beinhaltend" usw., soll keineswegs andere Zusätze, Komponenten, Bauteile oder Schritte im Sinne dieser Erfindung ausschließen.

Claims (1)

  1. Eine Steuerung für einen doppelt gespeisten Induktionsgenerator (Doubly-Fed Induction Generator – DFIG), welcher einen Rotor (1) mit Rotorwicklungen und einen Stator (2) mit Statorwicklungen, welche an ein Energieversorgernetz anschließbar sind, beinhaltet; besagte Steuerung verfügt über einen Umformer (170, 171), besagter Umformer besteht aus den folgenden Komponenten: • Ein Rotorumrichter (71–73), welcher an die Rotorwicklungen des Generators angeschlossen wird, • ein Netzumrichter, (73–76) welcher an das Netz und/oder an die Statorwicklungen angeschlossen wird und • ein DC-Kreis (77), der den Rotorumrichter versorgt; Der Umformer (170, 171) verfügt des Weiteren noch über eine Klemmschaltung (190), um den Umformer vor Schäden durch Überströme in den Rotorwicklungen zu schützen, besagte Klemmschaltung (190) ist über die Rotorwicklungen anschließbar und kann als Folge eines Erkennens von Überströmen in den Rotorwicklungen von den ausgeschalteten in den eingeschalteten Betriebszustand gebracht werden. Besagte Klemmschaltung verfügt über ein Klemmelement (290) welches so angeordnet ist, dass solange die Klemmschaltung im ausgeschalteten Betriebszustand ist, keine Rotorströme durch besagtes Klemmelement fließen können, und solange die Klemmschaltung im eingeschalteten Betriebszustand ist, Rotorströme durch besagtes Klemmelement fließen können, und das besagte Klemmelement verfügt über mindestens ein passives spannungsabhängiges Widerstandselement (291, 292, 293, 294), um für eine Klemmspannung über den Rotorwicklungen zu sorgen. 1. Eine Steuerung entsprechend Anspruch 1, wobei deren Klemmelement (290) eine Vielzahl von passiven spannungsabhängigen Widerstandselementen beinhaltet (291, 292, 293, 294), welche parallel geschaltet sind. 2. Eine Steuerung entsprechend Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eines der besagten passiven spannungsabhängigen Widerstandselemente aus mindestens einem Varistor besteht. 3. Eine Steuerung entsprechend Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eines der besagten passiven spannungsabhängigen Widerstandselemente aus mindestens einer Zenerdiode besteht. 4. Eine Steuerung entsprechend Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eines der besagten passiven spannungsabhängigen Widerstandselemente aus mindestens einer Suppressordiode besteht. 5. Eine Steuerung entsprechend einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmschaltung für jede Phase des Rotors einen Anschluss (300) zum Anschluss an die jeweilige Rotorphase hat. Jeder Anschluss ist mit einem Auslösezweig verbunden, welcher beinhaltet: Einen Anschlusspunkt (297) der Klemmschaltung an den Anschluss (300) um die entsprechende Rotorphase anzuschließen; einen Thyristor (295) um die Klemmschaltung auszulösen; ein Klemmelement (290); eine Diode (296); und einen Anschlusspunkt (297) zum Anschluss (300) um die entsprechende Rotorphase anzuschließen. 6. Eine Steuerung entsprechend einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmschaltung des Weiteren über einen Widerstand (298) verfügt, welcher parallel zum Klemmelement (290) geschaltet ist. 7. Eine Steuerung entsprechend einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschal tet wird, wenn die Spannung im DC-Kreis über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt. 8. Eine Steuerung entsprechend einem der Ansprüche 1–7, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Spannung in den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt. 10. Eine Steuerung entsprechend einem der Ansprüche 1–7, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Ströme in den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen. 11. Eine Steuerung entsprechend einem der Ansprüche 1–7, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Ströme in den Statorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen. 12. Ein doppelt gespeistes Induktionsgeneratorsystem (DFIG-System), welches über einen Rotor (1) mit Rotorwicklungen und einen Stator (2) mit Statorwicklungen, welche an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen werden können, verfügt. Besagtes DFIG-System verfügt des Weiteren über eine Steuerung entsprechend den vorhergehenden Ansprüchen, wobei • der Rotorumrichter (71–73) mit den Rotorwicklungen des Generators verbunden ist, • der Netzumrichter (74–76) mit dem Netz verbunden ist und • die Klemmschaltung (190) über die Rotorwicklung angeschlossen ist. 13. Eine Methode zum Schutz des Umformers eines Energieerzeugersystems mit einem doppelt gespeisten Induktionsgenerator (Doubly-Fed Induction Generator – DFIG) mit einem Rotor (1) mit Rotorwicklungen und einem Stator (2) mit Sta torwicklungen, welche an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen sind und eine Steuerung, welche über einen Umformer (170, 171) verfügt, besagter Umformer verfügt über einen Rotorumrichter (71–73), welcher mit den Rotorwicklungen des Generators verbunden ist, einem Netzumrichter (74–76), der mit dem Netz und/oder den Statorwicklungen verbunden ist, und einem DC-Kreis (77), der den Rotorumformer versorgt; wobei die Methode folgende Schritte umfasst: • Anschließen einer Klemmschaltung (190), welche über ein Klemmelement (290) verfügt und so angeordnet ist, dass wenn die Klemmschaltung in ihrem ausgeschalteten Betriebszustand ist, die Rotorströme nicht durch besagtes Klemmelement fließen können, und wenn die Klemmschaltung in ihrem eingeschalteten Betriebszustand ist, die Rotorströme durch besagtes Klemmelement fließen können. Besagtes Klemmelement verfügt über mindestens ein passives spannungsabhängiges Widerstandselement (291, 292, 293, 294), welches für eine Klemmspannung über den Rotorwindungen sorgt; • Das Schalten der Klemmschaltung von ihrem ausgeschalteten in ihren eingeschalteten Betriebszustand, wenn ein Überstrom in den Rotorwicklungen festgestellt wird. 14. Eine Methode nach Anspruch 13, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Spannung im DC-Kreis über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt. 15. Eine Methode nach Anspruch 13, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Spannung über den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt. 16. Eine Methode nach Anspruch 13, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Ströme in den Rotorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen. 17. Eine Methode nach Anspruch 13, wobei die Klemmschaltung vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wenn die Ströme in den Statorwicklungen über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen.
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